红外线触摸屏及其触摸点定位方法
【专利摘要】本发明公开一种红外线触摸屏及其触摸点定位方法。其中，所述红外触摸屏只在两相对侧边分别均匀分布设置n个红外发射管，每间隔a个红外发射管就在2个红外发射管之间设置一个红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列；当红外光路被触摸点阻断时，记录被阻断的红外光路所对应的红外发射管及红外接收管的坐标，计算被阻断的红外光路之间的交点的坐标，即为触摸点的坐标。本发明在红外触摸屏的相对侧边上分别设置红外发射管与红外接收管的间隔分布，就能够实现触摸定位，触摸方案的长度不受红外发射管发光强度的限制，简化了结构又降低了生产成本。
【专利说明】红外线触摸屏及其触摸点定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及触摸定位技术，尤其是涉及一种红外线触摸屏的触摸点定位方法及使用该方法的红外触摸屏。
【背景技术】
[0002]红外触摸技术是一种古老的人机交互技术，它是靠在触摸屏的四周，均匀放置一对对的红外线发射与接收器件，其红外发射管与红外接收管之间的红外线构成了一个红外线的光线网格，这个网络覆盖在触摸表面，任何不透光的物体接触到触摸屏表面就会阻挡到红外线，导致接收不到信号或信号变弱，通过对信号强弱及红外器件的位置计算，即可判定触摸的位置。
[0003]如图1所示，现有的红外定位技术是通过两组红外发射管I和红外线线接收管2分别发射和接收的红外线形成的X方向和Y方向垂直交叉点A的红外线阵列来实现触摸屏上的红外定位，当X方向的距离较长时，则X方向的红外接收管会距离红外发射管较远，由于红外线传输距离较短，因此在X方向上红外接收管只能接收到很弱的红外线甚至接收不到红外线，导致X方向上定位不准甚至无法定位；并且，要对触摸点形成有效的判断，必须在触摸框四周都排布红外发射管和红外接收管，结构比较复杂且实现成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种红外线触摸屏的触摸点定位方法及使用该方法的红外触摸屏，以解决目前红外线触摸屏在触摸点定位时存在结构比较复杂且实现成本较高的技术问题。
[0005]本发明采用如下技术方案实现:一种红外线触摸屏的触摸点定位方法，所述方法包含步骤:
[0006]启动红外触摸屏，依次选通所有预设的红外光路；
[0007]判断是否有红外光路被阻断，如有，则记录被阻断的红外光路所对应的红外发射管及红外接收管的坐标；
[0008]计算被阻断的红外光路之间的交点的横坐标和纵坐标，该交点的坐标即为触摸点的坐标；
[0009]其中，所述红外触摸屏只在两相对侧边分别均匀分布设置η个红外发射管，且每间隔a个红外发射管就在2个红外发射管之间设置一个红外接收管，且每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列，其中n、a均为自然数且a小于η。
[0010]其中，所述交点的横坐标计算为:控制每个红外发射管在与Y方向成一锐角时分别进行垂直扫描，找出垂直扫描时红外光路被阻断的两个相邻的红外接收管，由该两个红外接收管的横坐标确定所述交点的横坐标。
[0011]其中，取这两个相邻的红外接收管的横坐标的均值作为所述交点的横坐标。
[0012]其中，所述锐角小于2°。[0013]其中，2个相邻的红外发射管Ij和Ij+1向红外接收管Ri发送红外线时被所述交点阻断，所述交点的纵坐标计算为:
[0014]通过公式OE =⑶*EA/DA计算所述交点的纵坐标0E，其中⑶为红外发射管Ij的纵坐标与红外接收管Ri的纵坐标之差，EA为所述交点的横坐标与红外接收管Ri的横坐标之差，DA为2个红外发射管Ij和Ij+1横坐标的均值与红外接收管Ri的横坐标之差，1、j均为自然数且j小于η。
[0015]其中，a的大小由红外发射管与Y方向之间的角度大小来决定。
[0016]一种红外线触摸屏，包括红外发射管、红外接收管、触摸检测区域及处理单元，所述红外触摸屏只在两相对侧边分别均匀分布设置η个红外发射管，且每间隔a个红外发射管就在2个红外发射管之间设置一个红外接收管，且每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列，其中n、a均为自然数且a小于η ；
[0017]当红外光路被触摸点阻断时，记录被阻断的红外光路所对应的红外发射管及红外接收管的坐标，计算被阻断的红外光路之间的交点的横坐标和纵坐标，该交点的坐标即为触摸点的坐标。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0019]本发明只需要在红外触摸屏的相对侧边上分别设置红外发射管与红外接收管的间隔分布，就能够实现触摸定位，触摸方案的长度不受红外发射管发光强度的限制，且极大的减少了电子元件的数量，既简化了结构又降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是现有红外线触摸点定位的原理示意图；
[0021]图2是实现本发明红外定位方法的装置的原理示意图；
[0022]图3是本发明定位方法的流程示意图；
[0023]图4是本发明确定触摸点横坐标的示意图；
[0024]图5是本发明确定触摸点纵坐标的示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图2所示，只在红外触摸屏的两相对侧边上，分别均匀设置η个红外发射管，以每隔a个红外发射管就在相邻的两个红外发射管之间设置一个红外接收管，其中，a为自然数且小于n，且a的大小由红外发射管的角度大小来决定。
[0026]并且，每个红外发射管在Y方向的角度都有差异，使红外触摸屏的其中一侧面相邻2个红外接收管之间的a个红外发射管发出的红外光，都能够被设置在红外触摸屏的另一侧边的至少一个红外接收管所接收。因此，设置在其中一侧边的每个红外发射管所发射出的红外光被至少设置在另一侧边的一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域形成了交叉的红外光阵列(或被称为红外光网格)。当触摸物(如用户的手指、手写笔等)在触摸检测区域内触击，就会阻断至少两条红外光路(红外光路如图2中虚线所示)，而每条红外光路所对应的红外发射管与红外接收管的位置是固定的，根据相似三角形定理，处理单元很容易就能计算出任意两条斜率不同的被阻断的红外光路的交点的位置，该交点的位置即为触摸点的位置。
[0027]结合图3所示，在一个实施例中，实现触摸点定位方法包括步骤:
[0028]步骤S1、启动红外触摸屏，依次选通所有预设的红外光路。
[0029]在处理单元的控制下，依次选通所有红外发射管与其所对应的红外发光管之间的红外光路，在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列(或被称为红外光网格)。
[0030]步骤S2、判断是否有红外光路被阻断，如无红外光路被阻断，则说明在触摸检测区域内未存有触摸物，则返回步骤Si，在处理单元的控制下，重新依次选通所有红外光路，检测整个触摸检测区域，否则，转入步骤S3。
[0031]步骤S3、如有红外光路被阻断，则说明在触摸检测区域内存有触摸物，则处理单元记录被阻断的红外光路所对应的红外发射管及红外接收管的坐标。比如，以其中一个红外接收管所在位置定义为坐标原点，X方向为X轴，Y方向为Y轴。
[0032]步骤S4、计算被阻断的红外光路之间的交点O的坐标，该交点的坐标即为触摸物的坐标，并把坐标数据送到计算机中进行处理。
[0033]其中，确定计算被阻断的红外光路之间的交点O的坐标具体包括:
[0034]首先，确定交点O的横坐标。如图4所示，由在处理单元的控制下，控制每个红外发射管在与Y方向存在一个锐角(比如该锐角小于2° )时发射红外线依次进行垂直扫描，找出哪两个相邻的红外发射管发出的红外线被交点O阻断，记录这两个相邻的红外发射管为、和Ix+1，此时可以判断出交点O的横坐标介于红外发射管Ix的横坐标与红外发射管Ix+1的横坐标之间，比如，取红外发射管Ix的横坐标和红外发射管Ix+1的横坐标的平均值作为交点O的横坐标，χ为自然数且小于η。
[0035]其次，如图5所示，取被交点O阻断的相邻2个红外光路(即由相邻的2个红外发射管Ij和Ij+1 (j为自然数且小于Π)向特定的某个红外接收管Ri发出红外线形成的红外光路)的中心线，即从红外接收管所在位置A经过交点O连接至2个红外发射管中间位置C的直线，交点O在红外触摸屏的侧边的垂直位置记为E，C点红外触摸屏的侧边的垂直位置记为D，由点AOE形成的三角形与由点A⑶形成的三角形相似。
[0036]根据相似三角形定理，处理单元计算被阻断的两条红外光路的交点O在Y方向的纵坐标:三角形AOE与三角形A⑶是相似三角形，根据三角形的公式可以得到:EA/DA = 0E/⑶，即，OE =⑶*EA/DA。其中，OE为交点O的纵坐标，⑶为2个红外发射管中间位置C的纵坐标与位置A的纵坐标之差，即这2个红外发射管与其形成红外光路的红外接收管Ri在Y方向的距离，EA为交点O与红外接收管Ri在X方向的距离，DA为2个红外发射管中间位置C与红外接收管Ri在X方向的距离，其中2个红外发射管中间位置C的横坐标为这2个红外发射管的横坐标的均值。由于各个红外发射管及各个红外接收管的坐标是已知的，因此处理单元非常容易计算出交点O的纵坐标。
[0037]步骤S5、将计算得到的交点O的坐标数据也就是触摸物的坐标数据送到计算机中进行处理，并对触摸操作做出响应。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种红外线触摸屏的触摸点定位方法，其特征在于，所述方法包含步骤: 启动红外触摸屏，依次选通所有预设的红外光路； 判断是否有红外光路被阻断，如有，则记录被阻断的红外光路所对应的红外发射管及红外接收管的坐标； 计算被阻断的红外光路之间的交点的横坐标和纵坐标，该交点的坐标即为触摸点的坐标； 其中，所述红外触摸屏只在两相对侧边分别均匀分布设置η个红外发射管，且每间隔a个红外发射管就在2个红外发射管之间设置一个红外接收管，且每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列，其中n、a均为自然数且a小于η。
2.根据权利要求1所述红外线触摸屏的触摸点定位方法，其特征在于，所述交点的横坐标计算为: 控制每个红外发射管在与Y方向成一锐角时分别进行垂直扫描，找出垂直扫描时红外光路被阻断的两个相邻的红外接收管，由该两个红外接收管的横坐标确定所述交点的横坐标。
3.根据权利要求2所 述红外线触摸屏的触摸点定位方法，其特征在于，取这两个相邻的红外接收管的横坐标的均值作为所述交点的横坐标。
4.根据权利要求2所述红外线触摸屏的触摸点定位方法，其特征在于，所述锐角小于2° ο
5.根据权利要求2或3或4所述红外线触摸屏的触摸点定位方法，其特征在于，2个相邻的红外发射管Ij和Ij+1向红外接收管Ri发送红外线时被所述交点阻断，所述交点的纵坐标计算为: 通过公式OE =⑶*EA/DA计算所述交点的纵坐标0E，其中⑶为红外发射管Ij的纵坐标与红外接收管Ri的纵坐标之差，EA为所述交点的横坐标与红外接收管Ri的横坐标之差，DA为2个红外发射管Ij和Ij+1横坐标的均值与红外接收管Ri的横坐标之差，1、j均为自然数且j小于η。
6.根据权利要求1所述红外线触摸屏的触摸点定位方法，其特征在于，a的大小由红外发射管与Y方向之间的角度大小来决定。
7.—种红外线触摸屏，包括红外发射管、红外接收管、触摸检测区域及处理单元，其特征在于，所述红外触摸屏只在两相对侧边分别均匀分布设置η个红外发射管，且每间隔a个红外发射管就在2个红外发射管之间设置一个红外接收管，且每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列，其中n、a均为自然数且a小于η ； 当红外光路被触摸点阻断时，记录被阻断的红外光路所对应的红外发射管及红外接收管的坐标，计算被阻断的红外光路之间的交点的横坐标和纵坐标，该交点的坐标即为触摸点的坐标。
8.根据权利要求7所述红外线触摸屏，其特征在于，控制每个红外发射管在与Y方向成一锐角时分别进行垂直扫描，找出垂直扫描时红外光路被阻断的两个相邻的红外接收管，由该两个红外接收管的横坐标确定所述交点的横坐标。
9.根据权利要求8所述红外线触摸屏，其特征在于，2个相邻的红外发射管L和Ip1向红外接收管Ri发送红外线时被所述交点阻断，所述交点的纵坐标计算为: 通过公式OE =⑶*EA/DA计算所述交点的纵坐标0E，其中⑶为红外发射管Ij的纵坐标与红外接收管Ri的纵坐标之差，EA为所述交点的横坐标与红外接收管Ri的横坐标之差，DA为2个红外发射管Ij和Ij+1横坐标的均值与红外接收管Ri的横坐标之差，1、j均为自然数且j小于η。
10.根据权利要求7所述红外线触摸屏，其特征在于，a的大小由红外发射管与Y方向之间的角度大 小来决定。
【文档编号】G06F3/042GK103984445SQ201310050815
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年2月7日 优先权日:2013年2月7日
【发明者】许军 申请人:深圳市艾博德科技有限公司